1. 求太阳能路灯电路图与接线图
一、路灯控制系统工作原理:白天光伏电池向蓄电池充电,晚上蓄电池提供电力供路灯照明。所以蓄电池将构成一个充放电循环。太阳能路灯照明控制电路包括光伏电池、蓄电池、路灯和控制器四部分。
1、设计中采用AT89S52单片机,并将其作为智能核心模块。外围电路主要包括太阳能电池电压采样模块、蓄电池电压采样模块、键盘电路模块、LED显示模块、充放电控制模块等。
2、图1是太阳能路灯控制器结构设计图。
3、太阳能路灯控制器选择ATMEL公司的8位单片机AT89S52为核心的智能控制模块,在整体上具有低功耗、性能高的特点。
二、单片机振荡电路
1、单片机振荡电路如图2所示。
2、太阳能路灯控制电路设计方案汇总(两款太阳能路灯控制电路原理图详解)
三、复位电路
1、复位电路如图3所示,电路结构简单,稳定可靠。
2、系统正常工作电压为5V,系统采用12V/24V的铅酸蓄电池供电,蓄电池电压不稳定,所以需要对电源进行稳压。本系统采用LM7805三端稳压器,其输入电压在5~24V时均可以保证输出为稳定的+5V。LM7805组成稳压电源只需要很少的外围元件,使用起来非常方便,工作稳定可靠J。系统电源电路如图4所示。
3、太阳能电池采样和蓄电池采样对于系统正常运行起着非常重要的作用。
3.1、太阳能路灯控制器要对蓄电池充放电进行合理控制,即需对蓄电池、太阳能电池板电压进行采样。为此,AT89S52单片机就要外接A/D转换模块,把电压转换为数字信号,系统选用v/F转换芯片LM331组成数模转换电路J。
3.2、在系统采样设计中,为了防止因为外部因素导致AT89S52程序跑飞或死机,提高系统稳定性,在LM331与单片机之间还需增加单通道的高速光电隔离器6n137J。图5为太阳能电池板采样电路图。系统蓄电池采样和太阳能电池板采样电路相同。
4、照明系统框图如图l所示。
5、图1LED太阳能节能灯照明系统框图
5.1、单片机经由检测电路检测太阳能发电板所发出来的电压,并由1组A/DCl的转换值来判断是否已天黑。
5.2、当光线充足时,将太阳能发电板所发出的电送至定电压电路,此时,单片机也会由其A/DC1转换值来监控充电电池的电量,并以绿色、黄色与红色的LED来表示充电电池的电量。单片机以定电压的方式来对充电电池充电,只要定电压电路的最大输出电压值依充电电池的规格来设定,就不会发生电池过充而损坏的情形。
5.3、当光线不足(天黑)时,单片机经由A/DC1的转换值检测到太阳能发电板发出的电压已接近于零,此时,单片机会依此A/DC1转换后数值来判断是否点亮LED灯,当此A/DC1转换后的值低于某一临界值时,该值越小,则单片机会输出一脉宽越宽的PWM信号,使LED灯的亮度越亮。
5.4、如果仅靠太阳能电池来对充电电池充电,其充电量可能不足以提供LED灯点亮一整晚。所以我们预计入夜后,此太阳能灯约只点亮6h,此时大约已过深夜12点。
5.5、另外,我们再加入光敏电阻与人体红外线检测器,当太阳能灯点亮6h而熄灭后,如果光敏电阻检测到有车辆驶近,或者人体红外线检测器侦测到有人靠近时,则LED灯会再点亮数分钟,以作照明之用。如此,仅靠太阳能电池的充电量应足以供此LED灯使用。
6、定压、稳压电路
定压、稳压电路如图2所示
7、设计中,HT7544是1只4.4V的稳压块,把HT7544的GND脚接地,其输入脚(in)输入的电压大于4.4V,其输出脚(out)会固定输出4.4V的电压。因为HT7544的输出脚(out)电压~LGND大于4-4V,所以流过电阻Rl的电流为
8、在本设计中,单片机HT46R23需要的5v稳压电源通过集成稳压块HT7551来供给。HT7551的GND脚接地,其输人脚(in)输入大于5V的电压时,输出脚(out)会固定输出5V的电压。两只10k1)的电阻R3与R4作分压电路,其分压后之电压流人单片机HT46R23的A/DC2转换接脚(PB2),以供单片机检测充电电池的电压。
9、LED驱动电路
LED的驱动电路如图3所示
10、驱动电路中,PWM信号由单片机HT46R23的PWMO端输出。
10.1、由图3可知,太阳能发电板所发出来的电压通过电阻R5与R6的分压电路取出。因为,使用的太阳能发电板的工作电压为7.5v,而单片机A/DCl转换的类比输入电压最大为5v,使用两只10kQ的电阻R5与R6来作分压电路,使流入单片机A/DC1转换(PB1)的电压为太阳能发电板所输出电压的一半。
10.2、当A/DC1转换后的数字值小于某1个临界值时,单片机会输出一数字信号c,该信号打开电源控制电路,使电池的电能流人驱动电路中。同时,输出PWM的信号以点亮LED灯。A/Dc1转换后的数字值越小,单片机输出PWM的脉波宽度越宽。
11、检测电路
检测电路如图4所示。光敏电阻(Cds)与人体红外线传感器(GDS),分别检测车辆灯光与人体的红外线。
12、定压、稳压电路
12.1、图4的最左边是光敏电阻,为检测车灯的电路。光敏电阻受光越强,其电阻值越小。在夜晚时,光敏电阻的电阻值变大,单片机HT46R23的PB0所检测到的电压值较小;当车灯照射到光敏电阻时,光敏电阻的电阻值就会变小,单片机之PB0检测到的电压值就会比较大。
12.2、因此在夜晚,当单片机的PB0所检测到的电压值大于某临界值时,即表示有车辆接近,则单片机将点亮LED灯。
12.3、图中的人体红外线传感器的检测电路是当有人进入检测范围时,人体红外线传感器会发出1个小脉波,因为此小脉波的功率很小,需要经过几次放大器(LM324)的放大,其信号才能有效地被单片机接收,所以平时无人进人人体红外线检测器的检测范围时,此电路的输出为低电位;当单片机的PC0收到高电位时,表示有人进人人体红外线传感器的检测范围,单片机将点亮LED照明灯。
(1)在成品上方的太阳能发电板有受光的情形下,其输出是否有7.5V以上的太阳能发电板之工作电压。
(2)如果上述测试正常的话,在未接充电电池的情形下,定电压电路.HT7544的输出端应该会有约6V的电压输出。流经1个整流二极管后,约为5.4v的电压,以供充电电池充电之用。
(3)将充电电池接至电路中稳压电路,HT7551会输出5V的电压给单片机使用。
(4)以不透光物质遮蔽太阳能发电板,以模拟人夜的情形。当单片机的PB1所检测到的太阳能发电板的输出电压值小于某一临界值时,表示天色已暗。此时,单片机会输出一高电位给控制信号c,以打开电源控制电路,使电池的电能流人LED驱动电路中。同时,单片机会输出FWM信号以点亮LED灯。6h的时间较长,此时让LED灯持续点亮1min,以模拟点亮6h,6h后应已过深夜,人车已少,所以熄灭LED灯。
(5)当已过6h而LED灯熄灭后,如果有人车接近,则装在PB0的光敏电阻或装在PCO的人体红外线检测器应会感应到车灯或人体所发出来的红外线。此时,单片机会再点亮LED灯约30S,以作警示或照明之用。此情形直到单片机的PB1所检测到的太阳能发电板所输出的电压值大于某1个临界值时,表示天色已亮,程式再回到开始的状态。
四、接线说明:
1、 先接蓄电池的连接线
2、 再接蓄电池到控制器的线
3、 再接太阳能板到控制器的线
4、 最后接负载到控制器的线
5、 负载为低压钠灯时,在做灯具的时候应该先把整流器的输出端接光源的两端的线先连接好(低压钠灯光源无正负极可任意连接)。把整流器的输入端连接两根足够长的线(要能区分正负极)。在最后接负载到控制器的接线时注意正负极不能接反。
2. 日光灯工作原理及接线图 看完之后我懂了
日光灯是一种荧光灯,在真空的玻璃管里装有水银,两端各有一个灯丝做电极,管的内壁涂有荧光粉。在我们日常中日光灯的使用也是极广的,下面介绍日光灯工作原理及接线图。
一、日光灯工作原理
当开关闭合后,电源把电压加在启辉器的两极之间,使氖气放电而发出辉光,辉光产生的热量使U型动触片膨胀伸长,跟静触片接通,于是镇流器线圈和灯管中的灯丝就有电流通过。电路接通后,启辉器中的氖气停止放电(启辉器分压少、辉光放电无法进行,不工作),U型片冷却收缩,两个触片分离,电路自动断开。在电路突然断开的瞬间,由于镇流器电流急剧减小,会产生很高的自感电动势,方向与原来的电压方向相同,两个自感电动势与电源电压加在一起,形成一个瞬时高压,加在灯管两端,使灯管中的气体开始放电,于是日光灯成为电流的通路开始发光。日光灯开始发光时,由于交变电流通过镇流器的线圈,线圈中就会产生自感电动势,它总是阻碍电流变化的,这时镇流器起着降压限流的作用,保证日光灯正常工作。
日光灯正常发光后。由于交流电不断通过镇流器的线圈,线圈中产生自感电动势,自感电动势阻碍线圈中的电流变化,这时镇流器起降压限流的作用,使电流稳定在灯管的额定电流范围内,灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内。由于这个电压低于启辉器的电离电压,所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了。通电后有电流,电流会产生热,而使启动器里的两块触片由于热胀冷缩而突然通路,根据电流自感现象电流的瞬时改变镇流器会产生瞬时高压,在高压下使灯管内的气体也导通了,由于那些气体通电会发光,所以就可以亮了.而等的就是等触片加热到突然通路。
二、发光原理
灯管内部情况:灯管内含有水银蒸汽和少量的惰性气体(氩气),管壁上涂有荧光粉。
灯管通电后为什么会发光:
当电子受到激发的时候原子就会释放出可见光子。如果你已经知道原子是如何工作的话,那你也就知道电子是围着原子核走来走去的负极电荷粒子。原子的电子有着不同等级的能量,主要取决几个因素,包括它们的速度和离原子核的距离。电子不同的能量等级占有不同的轨函数和轨道。通常来说,有着大能量的电子就会离原子核更远。当原子得到或失去能量的时候,电子就会从低轨道和高轨道之间移动。当有某些东西将能量传到原子的时候---以热量为例子--电子可以暂时被推进到一个更高的轨道(远离原子核)。电子只是在这一轨道位置停留极短时间:几乎马上就被退回到原子核,到达它的原始轨道上。这时电子就以光子的形式放出额外的能量。发光的波长取决于有多少能量被释放出来,这也就取决于电子所在的轨道位置。因此,不同类的原子就会释放出不同类的可见光子。换句话说就是光的颜色是由受激发的原子种类决定。这几乎是在所有光源的最基本工作机制。这些光源的主要不同是在于激发原子的过程。在白炽灯光源里,原子是由通过加热来激发;而在灯管里,原子是通过化学反应来激发。荧光灯的中心元件就是它的一个密封的玻璃管。这个管含有少量水银和惰性气体,通常是氩惰性气体元素,这种惰性气体要保持非常低压。管也含有荧光粉,在玻璃管内单独涂上一层荧光粉。玻璃管两端各有一个电极,是连接到电流用的。
当灯管内的惰性气体在高压下电离后,形成气体导电电流,运动的气体离子在与汞原子碰撞作用之间不断地给了汞原子能量,使得汞原子的核外电子总能从低轨道跃迁到高轨道,之后汞原子的核外电子由于具有较高的能量会自发地再从高轨道向低轨道(或基态)跃迁,以光子的形式向外释放能量,同时由于汞原子的原子特征普线大部分集中在紫外区域,可知,汞原子释放出来的光子大部分在紫外区域,这些高能量的光子(紫外线)在和荧光粉的撞击之间产生了白光。
三、日光灯接线图
1、单管荧光灯照明线路
单管荧光灯照明线路由灯管、开关、镇流器、启动器组成,如图1-1-1所示。
2、多管荧光灯照明线路
(1)双管荧光灯照明线路
双管荧光灯照明线路如图1-1-2所示。在某些场合需要提高照明亮度,单管荧光灯不能满足要求时,需采用双管荧光灯照明,双管荧光灯照明线路是两个单管荧光灯照明线路的组合。
(2)三管荧光灯照明线路
三管荧光灯照明线路实际上是单管荧光灯照明线路的组合。不同之处是它用一个总开关控制各支路单管荧光灯的电源。镇流器、启动器、灯管和灯座的选用应与单管荧光灯相匹配,只要接线正确,接通电源后灯管就能点亮。三管荧光灯照明线路如图1-1-3所示。
以上介绍了日光灯工作原理、发光原理及接线图,你对日常使用的日光灯懂了吗?
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